WYDZIAŁ MECHANICZNY Nr 14 Przedmiot: ECTS Liczba godzin w tygodniu Liczba godzin w semestrze W C L P S W C L P III IV V

Transkrypt

1 AKADEMIA MORSKA w GDYNI WYDZIAŁ MECHANICZNY Nr 14 Przedmiot: Podstawy konstrukcji maszyn + CAD I, II, III Kierunek/Poziom kształcenia: Forma studiów: Profil kształcenia: Specjalność: MiBM/studia pierwszego stopnia stacjonarne praktyczny Eksploatacja Siłowni Okrętowych i Obiektów Oceanotechnicznych Semestr ECTS Liczba godzin w tygodniu Liczba godzin w semestrze W C L P S W C L P III IV V Razem w czasie studiów: 120 Wymagania wstępne w zakresie wiedzy, umiejętności i innych kompetencji (jeśli dot. przedmiotu) 1. Wiedza i umiejętności w zakresie szkoły średniej. 2. Wiedza i umiejętności w zakresie przedmiotów podstawowych i kierunkowych (matematyka; fizyka; mechanika techniczna; wytrzymałość materiałów; grafika inżynierska, nauka o materiałach, podstawy inżynierii wytwarzania). Cele przedmiotu 1. Pozyskanie podstawowej wiedzy w zakresie charakterystyk i klasyfikacji, zasad projektowania, doboru materiałów do budowy, zastosowania, prawidłowej eksploatacji elementów i zespołów składowych maszyn. 2. Opanowanie umiejętności projektowania i eksploatacji różnego rodzaju elementów i zespołów składowych maszyn takich jak, np.: połączenia, łożyska, wały, sprzęgła, przekładnie. Efekty kształcenia dla całego przedmiotu (EKP) po zakończeniu cyklu kształcenia: Symbol Po zakończeniu przedmiotu student potrafi: Odniesienie do kierunkowych efektów kształcenia EKP1 EKP2 EKP3 wyjaśnić istotę poszczególnych etapów cyklu życia maszyny; przedstawić proces projektowania a także scharakteryzować podstawowe zasady konstrukcji; przedstawić istotę tolerancji wymiarowych, pasowań części maszynowych, tolerancji geometrycznych oraz dobierać i obliczać tolerancje wymiarowe oraz pasowania współpracujących części maszynowych uzasadnić korzyści płynące ze smarowania; wyjaśnić istotę powstawania nośności hydrodynamicznej i istotę smarowania elastohydrodynamicznego, obliczyć łożysko hydrodynamiczne; scharakteryzować poszczególne rodzaje łożysk, dobrać pasowania oraz wyjaśnić zasady ustalania łożysk tocznych a także zidentyfikować oznaczenie łożyska tocznego scharakteryzować rodzaje połączeń maszynowych (spawane, gwintowe i śrubowe, cierne, kształtowe) oraz sprawdzić ich K_W04, K_W07, K_W08, K_W09, K_U12, K_U17, K_U18 K_W09, K_U13, K_U17, K_U18, K_U20, K_K03

2 wytrzymałość dla zadanego obciążenia; wymienić istotne czynniki wpływające na wytrzymałość zmęczeniową połączeń maszynowych K_W09, K_U13, K_U18 EKP4 omówić poszczególne rodzaje sprężyn, sprzęgieł, hamulców oraz zaworów; przedstawić zasady kształtowania konstrukcyjnego wałów oraz wyjaśnić istotę wyważania statycznego i dynamiczne wałów K_W08, K_W09, K_U17, K_U18 EKP5 przedstawić typy i rodzaje zębów kół zębatych, geometryczne cechy zazębienia oraz warunki stałości i ciągłości zazębienia; scharakteryzować podstawowe cechy konstrukcyjne poszczególnych rodzajów przekładni mechanicznych, sposoby smarowania oraz uszczelnienia ich elementów K_W01 K_W03, K_W09, K_U13, K_U17, K_U18, K_K03 EKP6 wyznaczyć rozkłady naprężeń tnących w spoinie pachwinowej, siły działające w połączeniu śrubowych napiętym wstępnie oraz w połączeniu śrubowym obciążonych siłą i momentem, a także wyznaczyć charakterystyki sprężyn naciskowych, parametry K_U12, K_U18, K_U20 kinematyki sprzęgła ciernego podczas rozruchu oraz rozkłady ciśnienia w łożysku ze smarowaniem hydrodynamicznym EKP7 sporządzić szkic 2D wykorzystując podstawowe narzędzia rysunkowe; wykonać bryłę przez zastosowanie podstawowych technik tworzenia brył; przygotować animację montażu lub demontażu przygotowanego K_W01, K_W09, K_U18, K_U02, K_U21 zespołu; obliczyć przykładową część maszynową z wykorzystaniem MES EKP8 wyszukać informacje uzupełniające do zajęć z innych źródeł; docenić korzyści płynące ze synergicznego działania grupy laboratoryjnej; K_U01, K_U02, K_U05 porozumiewać się przy użyciu różnych technik graficznych K_W02, K_U08; K_K05 symbole efektów kształcenia dla kierunku (W-wiedza, U-umiejętności, K-kompetencje społeczne) Treści programowe: Semestr III Lp. Zagadnienia Liczba godzin Odniesienie W C L/P do EKP dla przedmiotu 1 EKP1 1. Geneza powstania przedmiotu. Cele i zadania przedmiotu. Cykl życia maszyny i jego etapy. 2. Proces projektowania i jego fazy. Optymalizacja konstrukcji. 4 EKP1, EKP8 Komputerowe wspomaganie procesu projektowania CAD. 3. Tolerancje wymiarowe i pasowania części maszyn. Tolerancje 4 EKP1 geometryczne. Chropowatość powierzchni. 4. Klasyfikacja tarcia. Teoria tarcia suchego Bowdena-Tabora. 2 EKP2 Łożyskowa panewka wielowarstwowa. Tarcie graniczne. 5. Smary i ich własności. Lepkość i smarność. Ferrociecze i ich 1 EKP2, EKP8 zastosowanie. 6. Hydrodynamiczna teoria smarowania. Istota powstawania 4 EKP2 nośności hydrodynamicznej na przykładzie modelu łożyska płaskiego. Sposoby realizacji i warunki powstawania tarcia hydrodynamicznego. 7. Kryterium przejścia tarcia płynnego w tarcie mieszane. Tarcie i 1 EKP2 smarowanie elastohydrodynamiczne. 8. Klasyfikacja łożysk. Łożyska ślizgowe. Kryterium podobieństwa 1 EKP2 hydrodynamicznego łożysk. 9. Łożyska magnetyczne. Łożyska smarowane ferrocieczą. 1 EKP2 10. Łożyska toczne. Klasyfikacja łożysk. Zasady oznaczania łożysk. 3 EKP2 Zasady pasowania, ustalania i doboru łożysk tocznych. 11. Klasyfikacja połączeń maszynowych. Połączenia spawane, 2 EKP3 zgrzewane i klejone. Spoina a spiętrzenie naprężeń - sposoby zmniejszania wpływu karbu.

3 12. Połączenia gwintowe i śrubowe. Sprawność i samohamowność 3 EKP3 gwintu. Wytrzymałość gwintu. Kształtowanie postaci konstrukcyjnej elementów złącza. Metody odciążania śrub od zginania i skręcania podczas ich montażu. Podstawowe stany obciążania śrub i zasady ich obliczania. 13. Połączenia kształtowe. 1 EKP3 14. Połączenia cierne. Rozkłady naprężeń w połączeniu ciernym. Podatność styku połączenia ciernego. Obciążalność połączeń ciernych. 2 EKP3 Semestr IV Lp. Zagadnienia Liczba godzin Odniesienie W Ć L do EKP dla 1. Rodzaje naprężeń i obciążeń. Wytrzymałość zmęczeniowa elementów maszyn. Wykres Wöhlera. Czynniki wpływające na wytrzymałość zmęczeniową i sposób uwzględniania ich przy obliczeniach. Wykres zmęczeniowy Smitha. przedmiotu 2 EKP3 2. Elementy podatne. Sprężyny. 1 EKP4 3. Sprzęgła. Ogólna charakterystyka sprzęgieł, ich klasyfikacja i 2 EKP4 ogólne zasady obliczania. 4. Ogólna charakterystyka zaworów, ich klasyfikacja i ogólne 1 EKP4 zasady obliczania. Kompensatory cieplne. 5. Wały i osie. Zasady kształtowania konstrukcyjnego wałów. 2 EKP4 Wyważanie statyczne i dynamiczne wałów. 6. Klasyfikacja przekładni. Klasyfikacja przekładni zębatych. 1 EKP5 Przełożenie kinematyczne i geometryczne przekładni. 7. Koło zębate, typy i rodzaje zębów kół zębatych. Geometryczne 2 EKP5 cechy zazębienia. Moduł, odległość międzyosiowa. 8. Zasada zazębienia - warunek stałości przełożenia. Linia i kąt 2 EKP5 przyporu. Stopień pokrycia. 9. Krzywe cykliczne. Zazębienie cykloidalne powstawanie zarysu 2 EKP5 boku zęba. Podstawowe cechy zazębienia ewolwentowego. 10. Graniczna liczba zębów. 1 EKP5 11. Korekcja uzębienia i zazębienia. Algorytm określania typu i 3 EKP5 rodzaju zęba. 12. Przekładnie o zębach śrubowych. Podstawowe cechy 2 EKP5 geometryczne przekładni o zębach śrubowych. 13. Charakterystyka przekładni o zazębieniu wewnętrznym. Przekładnia obiegowa. Układy elementarne przekładni planetarnych. 2 EKP5 14. Charakterystyka przekładni stożkowych. Przełożenie przekładni 2 EKP5 stożkowej. 15. Charakterystyka przekładni ślimakowych. 1 EKP5 16. Przekładnie zębate z odkształcalnym wieńcem. Przekładnie 1 EKP5, EKP8 zębate specjalne. 17. Przekładnie cierne. Przekładnie cięgnowe. 1 EKP5 18. Klasyfikacja sposobów smarowania. Istota smarowania zanurzeniowego i natryskowego przekładni mechanicznych. Sposoby smarowania łożysk. 1 EKP5 19. Uszczelnienia ruchowych i nieruchomych elementów maszyn. 1 EKP5 Semestr V Lp. Zagadnienia Liczba godzin Odniesienie W Ć L do EKP dla przedmiotu

4 1. Wprowadzenie do laboratorium PKM. 2 EKP6 2. Zasady pomiarów. Błędy modeli i błędy układów pomiarowych. 4 EKP6, EKP8 3. Badanie rozkładu naprężeń tnących w spoinie pachwinowej. 4 EKP6 4. Badanie połączeń śrubowych napiętych wstępnie. 4 EKP6 5. Badanie połączeń śrubowych obciążonych siłą i momentem. 4 EKP6 6. Badanie sprężyn naciskowych. 4 EKP6 7. Badanie sprzęgła ciernego podczas rozruchu. 4 EKP6 8. Badanie rozkładu ciśnienia w łożysku hydrodynamicznym. 4 EKP6 9. Wprowadzenie do modelowania przestrzennego. Komputerowe, EKP8 modelowanie 3D. Edytory graficzne. 10. Modelowanie 3D. Szkic 2D i sposoby przejścia w 3D. Narzędzia do modelowania (wyciąganie, ucinanie, zaokrąglanie, fazowanie, wiercenie). 11. Podstawowe narzędzia rysunkowe w modelarze 3D i sposób pracy z edytorem (linie konstrukcyjne, więzy, bazy odniesienia). 12. Przygotowanie rysunku detalu w 3D. Przejście do rysunku wykonawczego 2D. 13. Przygotowanie złożenia. Korzystanie z bazy elementów znormalizowanych. 14. Projektowanie wałka maszynowego wspomagane komputerowo. 4 EKP7 15. Wprowadzenie do metody elementów skończonych MES 16. Analiza postaci konstrukcyjnej wybranych części maszyn za 4 EKP7 pomocą MES. 17. Para kinematyczna i jej analiza kinematyczna. Animacja pary 4 EKP7 kinematycznej (współdziałanie elementów, montaż i demontaż). 18. Możliwości systemu CAD na przykładzie rysunku części i obliczeń MES., EKP8 Metody weryfikacji efektów kształcenia /w odniesieniu do poszczególnych efektów/: Symbol EKP Test Egzamin ustny Egzamin pisemny Kolokwium Sprawozdanie Projekt Prezentacja Zaliczenie praktyczne Inne EKP1 X X EKP2 X X EKP3 X X EKP4 X EKP5 X EKP6 X X EKP7 X EKP8 X

5 Kryteria zaliczenia przedmiotu: Semestr Ocena pozytywna (min. dostateczny) Student uzyskał zakładane efekty kształcenia. Uczestnictwo na wykładach punkty premiowe. III Wykład: zaliczenie - test. Ocena końcowa: ocena z punktów uzyskanych z testu oraz punktów premiowych za uczęszczane wykłady. Student uzyskał zakładane efekty kształcenia. Wykład: egzamin ustny; dla studentów nieobecnych na co najmniej 3 wykładach test IV dopuszczający do egzaminu ustnego. Ocena końcowa: ocena z egzaminu ustnego. Student uzyskał zakładane efekty kształcenia. Uczestnictwo na wszystkich zajęciach laboratoryjnych. Laboratorium PKM: wykonanie i zaliczenie wszystkich ćwiczeń laboratoryjnych podczas V zajęć. Laboratorium CAD: wykonanie i zaliczenie wszystkich ćwiczeń laboratoryjnych podczas zajęć. Ocena końcowa: średnia z zaliczenia poszczególnych laboratoriów. Uwaga: student otrzymuje ocenę powyżej dst., jeżeli uzyskane efekty kształcenia przekraczają wymagane minimum. Nakład pracy studenta: Szacunkowa liczba godzin na Forma aktywności zrealizowanie aktywności W, C L P S Godziny kontaktowe Czytanie literatury 15 Przygotowanie do zajęć laboratoryjnych, projektowych 15 Przygotowanie do egzaminu, zaliczenia 15 Opracowanie dokumentacji projektu/sprawozdania 15 Uczestnictwo w zaliczeniach i egzaminach 2 Udział w konsultacjach 3 Łącznie godzin Liczba punktów ECTS 5 2 Sumaryczna liczba punktów ECTS dla przedmiotu 7 Obciążenie studenta związane z zajęciami praktycznymi Obciążenie studenta na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich =80h =125h Literatura: Literatura podstawowa 1. Podstawy Konstrukcji Maszyn pod red. zbiorową Z. Osińskiego, PWN, Warszawa Wykład z Podstaw Konstrukcji Maszyn z ćwiczeniami. Skrypty Politechniki Gdańskiej: B. Siwek - Połączenia spawane, zgrzewane, lutowane i klejone. R. Maciakowski - Połączenia śrubowe. Sikora J., Maciakowski R. - Przekładnie zębate. 3. Dietrych J, Korewa W., Zygmunt K. Podstawy Konstrukcji Maszyn, cz. I, II i III, WNT, Warszawa. 4. Osiński Z., Bajon W., Szucki T. Podstawy Konstrukcji Maszyn, PWN, Warszawa. 5. Bowden, D. Tabor. Wprowadzenie do trybologii, WNT, Warszawa.

6 6. Niezgodziński T. Niezgodziński S; Obliczenia zmęczeniowe elementów maszyn, PWN, Warszawa. 7. Markusik S.; Sprzęgła mechaniczne. WNT, Warszawa. 8. Ochęduszko K. ; Koła zębate, tom - I, WNT, Warszawa. 9. Muller L. - Przekładnie zębate projektowanie. WNT, Warszawa. 10. Tarełko W. Laboratorium podstaw konstrukcji maszyn. Wydawnictwo Wyższej Szkoły Morskiej w Gdyni. Gdynia Skorek G. Zbiór ćwiczeń Autodesk Inventor. Wydawnictwo Akademii Morskiej w Gdyni. Gdynia Literatura uzupełniająca 1. Rusiński E., Czmochowski J., Smolnicki T., Zaawansowana metoda elementów skończonych w konstrukcjach nośnych, Oficyna Wyd. Pol. Wroc., Wrocław, Nagórski Z.: Modelowanie przewodzenia ciepła za pomocą arkusza kalkulacyjnego. Wydawnictwo Politechniki Warszawskiej. Warszawa, Prowadzący przedmiot: Tytuł/stopień, imię, nazwisko 1. Osoba odpowiedzialna za przedmiot: Prof. dr hab. inż. Wiesław Tarełko 2. Pozostałe osoby prowadzące zajęcia: dr hab. inż. Marek Szwabowicz dr hab. inż. Lesław Kyzioł dr hab. inż. Lech Murawski dr inż. Jerzy Kowalski dr inż. Grzegorz Skorek dr inż. Leonard Hempel mgr inż. Krzysztof Rudzki mgr inż. Tomasz Kowalewski Jednostka dydaktyczna Objaśnienie skrótów: W zajęcia audytoryjne, Ć ćwiczenia, L laboratorium, P projekt, S seminarium E egzamin ECTS - (ang. European Credit Transfer System) - punkty zdefiniowane w europejskim systemie akumulacji i transferu punktów zaliczanych jako miara średniego nakładu pracy osoby uczącej się, niezbędnego do uzyskania zakładanych efektów kształcenia Konwencja STCW (ang. Standards of Training, Certification and Watchkeeping) - międzynarodowa konwencja o wymaganiach w zakresie wyszkolenia marynarzy, wydawania świadectw oraz pełnienia wacht. Data aktualizacji: r.